Procédé d'alignement d'un guide d'onde

Abstract

 Le dispositif comporte deux transducteurs piézo-céramiques (24) et (25), un circuit comportant un oscillateur (20) et un déphaseur (23) conçus pour alimenter respectivement les deux transducteurs conçus pour engendrer un déplacement circulaire du composant optique d'excitation. Un circuit de détection et d'asservissement de deux moteurs (26) et (27) permet d'assurer le déplacement du guide d'onde à exciter jusqu'au moment où la fonction d'excitation est maximale. Ce circuit comporte un détecteur (28), un amplificateur (29), un filtre passe-bande (30), deux échantillonneurs (34) et (35), un détecteur d'amplitude (36) et deux multiplicateurs (37) et (38) connectés respectivement aux échantillonneurs et dont la sortie fournit le signal d'asservissement aux moteurs (26) et (27).

Description

[0001] La présente invention concerne un procédé d'alignement d'un guide d'onde par rapport à un composant optique d'excitation, sans contact entre les deux éléments.

[0002] On connaît de nombreux procédés de laboratoire pour aligner des guides d'ondes et notamment des fibres optiques par rapport à d'autres fibres, à des sources de lumière ou à des composants optiques. Ces procédés sont généralement inutilisables dans l'industrie. En effet, au stade de la caractérisation industrielle, les composants de l'optique guidée doivent être testés individuellement mais avec rapidité, de manière reproductible et indépendante de l'habilité d'un opérateur, ce qui n'est pas exigé pour les techniques de laboratoire, où le facteur temps n'intervient pas et où les opérateurs sont habituellement des spécialistes bien au fait des techniques de manipulation de ces composants. Pour ces opérations de caractérisation industrielle, l'alignement constitue une opération provisoire qui doit se faire sans contact entre les composants en raison des risques de détérioration des surfaces.

[0003] L'optique guidée requiert une précision de dimension transverse inférieure ou égale à la longueur d'onde. On ne connaît actuellement aucune solution mécanique classique assez précise pour permettre un alignement reproductible sans réglage lors de chaque positionnement.

[0004] La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient en proposant un procédé tel que susmentionné, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui remplissent les exigences d'une utilisation industrielle.

[0005] Dans ce but, le procédé d'alignement selon l'invention est caractérisé en ce que l'on fait subir à l'un des éléments un mouvement oscillatoire selon une boucle fermée dans le plan transverse oscillant autour d'un point pour lequel la fonction d'excitation initiale est non nulle, en ce que l'on mesure les valeurs maximale et minimale de la fonction d'excitation autour de ce point, en ce que l'on déduit de ces mesures les composantes instantanées du gradient selon deux axes déterminés, et en ce que l'on asservit des moyens mécaniques pour déplacer l'autre élément selon ces axes jusqu'au moment où les composantes du gradient sont nulles.

[0006] Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte un support solidaire de deux transducteurs piézo-céramiques disposés à 90 degrés l'un par rapport à l'autre, un circuit pour alimenter ces transducteurs pour qu'ils engendrent un déplacement circulaire de ce support, deux moteurs électriques agencés pour déplacer le guide d'onde selon deux axes déterminés et pour asservir les deux moteurs en fonction de ces composantes.

[0007] La présente invention sera mieux comprise en référence à la description d'un exemple de réalisation et du dessin annexé dans lequel:

La figure 1 représente un vue schématique illustrant le support de deux transducteurs piézo-céramiques et portant le composant optique d'excitation,

La figure 2 représente une vue schématique illustrant le principe général du procédé selon l'invention, et

La figure 3 représente un schéma-bloc illustrant le circuit électronique d'alimentation des transducteurs, de détermination des composantes du gradient et d'asservissement des moteurs.

[0008] Comme mentionné précédemment, les parties à aligner, guides d'ondes ou fibres optiques, le sont dans les conditions suivantes : soit via une optique faisant sur la face d'entrée du guide d'onde à exciter l'image d'un point source qui peut être la face de sortie d'un laser ou d'une diode électroluminescente ou celle d'une fibre d'excitation, soit par un joint en bout, la partie excitatrice étant placée à quelques microns seulement du guide à exciter.

[0009] Du fait de la petitesse et de la légèreté des composants, ces derniers n'étant pas encore encapsulés puisqu'il s'agit d'effectuer un alignement éphémère destiné uniquement à permettre une caractérisation du guide d'onde, il devient aisé de déterminer les composantes instantanées, selon deux axes déterminés, du gradient de la fonction d'excitation définie comme étant l'intensité lumineuse ou une partie proportionelle de celle-ci, injectée dans le guide d'onde à exciter. Cette estimation sera effectuée au moyen d'une perturbation périodique de la position du composant optique d'excitation. Cette perturbation est avantageusement obtenue en faisant subir à ce composant un mouvement circulaire de très faible rayon.

[0010] La fig. 1 représente très schématiquement un dispositif permettant d'imposer au composant optique d'excitation un tel mouvement circulaire. Il comporte un support portant le composant optique d'excitation 10, ce support comprenant deux étriers 11 et 12, réalisés par exemple en matière synthétique moulée, dont chacun porte un transducteur piézo-céramique 13, 14 constitué par exemple par une céramique multimorphe. Ces deux transducteurs ont la particularité de vibrer respectivement selon les flèches A et B et transmettent respectivement au composant 10 deux mouvements oscillatoires perpendiculaires et déphasés de 90 degrés dont la résultante est un mouvement circulaire.

[0011] En pratique, le but consiste à aligner dans un plan transverse, de préférence selon deux axes orthogonaux X, Y, le guide d'onde par rapport au composant optique d'excitation, en supposant résolue la question du déplacement longitudinal selon le troisième axe Z du repère orthogonal, et en admettant qu'un prépositionnement a été effectué pour que la fonction d'excitation initiale ne soit pas nulle.

[0012] La fig. 2 représente un graphique qui illustre le principe de détermination des composantes du gradient. Soit 0 le point origine du système d'axes orthogonaux X, Y dans le plan transverse, pour lequel la fonction P est maximale. Soit Mo un point pour lequel P_M=0. Si l'on fait subir au composant d'excitation un mouvement oscillatoire tel que mentionné, la fonction d'excitation passe obligatoirement par une valeur ^P_{o max} et une valeur P_{o min}. Les composantes g_X, gy selon les axes X et Y du point correspondant à la valeur P_{o max} permettent de déterminer la direction du point 0, c'est-à-dire la direction dans laquelle il convient de déplacer le guide d'onde pour que l'on atteigne le maximum de la fonction d'onde.

[0013] Les cercles concentriques 15 représentent par exemple les lignes d'équi- puissance. Toutefois on pourrait imaginer que les lignes d'équi-puissance ne sont pas circulaires mais présentent une forme différente, par exemple elliptique.

[0014] Le circuit électronique comporte, comme le montre la fig. 3, un oscillateur 20 qui transmet un signal sinusoïdal de fréquence f dans le sens de la flèche 21 à l'un des transducteurs 22 , qui engendre un déplacement selon l'axe X. Un déphaseur 23, transmet dans le sens de la flèche 24, à l'autre transducteur 25, un signal sinusoïdal déphasé de 90 degrés par rapport au précédent. Ce signal provoque une vibration du transducteur 25 selon l'axe Y. Ces composants constituent le circuit d'alimentation des transducteurs. Le circuit de détection du gradient et d'asservissement des moteurs à courant continu 26 et 27, qui assurent respectivement les déplacements du guide d'onde selon les deux axes orthogonaux X et Y, comportent un détecteur 28 qui détecte l'intensité lumineuse transmise représentant la fonction d'excitation, un amplificateur 29, un filtre passe-bande 30 accordé sur la fréquence f et chargé d'éliminer l'influence des harmoniques supérieures dues à des non linéarités et à l'anisotropie du champ lumineux. La sortie du filtre 30 est connectée d'une part, par l'intermédiaire d'un déphaseur 31, suivi d'un comparateur 32 et d'un monostable 33, à deux échantillonneurs 34 et 35, et d'autre part, à travers un détecteur d'amplitude 36, à l'une des entrées de deux multiplicateurs 37 et 38, dont l'autre entrée est respectivement connectée aux deux échantillonneurs 34 et 35. Le circuit comportant le déphaseur 31, le comparateur 32 et le monostable 33 permet d'engendrer une impulsion pour chaque maximum instantané P_{o max} de la fonction d'excitation. Les échantillonneurs 34 et 35 déterminent respectivement les composantes g_x et gy du vecteur indiquant la direction du déplacement à faire subir au guide d'onde pour que la fonction d'excitation devienne maximale. Le détecteur d'amplitude 36 permet de déterminer l'amplitude de la composante alternative du signal d'excitation, c'est-à-dire l'amplitude du mouvement à faire subir au guide d'onde. Par la multiplication de l'amplitude de la composante alternative du signal d'excitation avec g_X et g on obtient le gradient selon les deux axes . Les deux gradients commandent par l'intermédiaire de deux amplifacteurs 39 et 40, les deux moteurs 26 et 27 responsables des déplacements du guide d'onde.

Revendications

1. Procédé d'alignement d'un guide d'onde par rapport à un composant optique d'excitation, sans contact avec les deux éléments, caractérisé en ce que l'on fait subir à l'un des éléments un mouvement oscillatoire selon une boucle formée dans le plan transverse oscillant autour d'un point pour lequel la fonction d'excitation initiale et non nulle, en ce que l'on mesure les valeur maximale et minimale de la fonction d'excitation autour de ce point, en ce que l'on déduit de ces mesures les composantes instantanées du gradient selon deux axes déterminés et en ce que l'on asservit des moyens mécaniques pour déplacer l'autre élément selon ces axes jusqu'au moment où les composantes du gradient sont nulles.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait subir le mouvement oscillant au composant optique d'excitation, et en ce que l'on déplace le guide d'onde à l'aide de ces moyens mécaniques.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fait subir au composant optique d'excitation un mouvement circulaire.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on engendre le mouvement circulaire du composant optique d'excitation à l'aide de deux transducteurs piézo-céramiques à mouvement oscillatoire, perpendiculaires entre eux et déphasés de 90 degrés.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on détecte la phase du maximum de la fonction d'excitation pour déterminer les composantes instantanées du gradient selon les deux axes déterminés.

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un support solidaire de deux transducteurs piézo-céramiques disposés à 90 degrés l'un par rapport à l'autre et portant le composant optique d'excitation, un circuit pour alimenter ces transducteurs pour qu'ils engendrent un déplacement circulaire de ce support, deux moteurs électriques agencés pour déplacer le guide d'onde selon deux axes déterminés, et un circuit pour déterminer les composantes du gradient de la fonction d'excitation selon les deux axes déterminés et pour asservir les deux moteurs en fonction de ces composantes.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteurs électriques sont de type à courant continu.

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit pour alimenter les transducteurs comportent un oscillateur agencé pour alimenter l'un des transducteurs et un oscillateur couplé à un déphaseur de 90 degrés pour alimenter l'autre transducteur..

9. Dispositif selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que le circuit pour déterminer les composantes du gradient et pour asservir les moteurs comporte un détecteur pour détecter la fonction d'excitation, un amplificateur pour amplifier le signal de détection, un filtre passe-bande accordé à la fréquence de l'oscillateur, la sortie de ce filtre étant connectée d'une part, par l'intermédiaire d'un déphaseur, suivi d'un comparateur et d'un monostable, à deux échantillonneurs agencés pour déterminer les composantes du vecteur indiquant la direction du déplacement à faire subir au guide d'onde pour que la fonction d'excitation devienne maximale, et d'autre part, par l'intermédiaire d'un détecteur d'amplitude, agencé pour déterminer l'amplitude de la composante alternative du signal d'excitation, à deux multiplicateurs, respectivement connectés aux deux échantillonneurs, ces multiplicateurs donnant le gradient et étant connectés par l'intermédiaire d'amplificateurs respectivement aux deux moteurs électriques.

Dessins